Termiline depolümerisatsioon on tööstuslik protsess erinevate jäätmematerjalide lagundamiseks toornaftatoodeteks. See hõlmab materjalide allutamist kõrgetele temperatuuridele ja rõhule vee juuresolekul, käivitades seeläbi protsessi, mida nimetatakse vesipürolüüsiks. Tulemuseks on materjalide pikaahelaliste polümeeride depolümerisatsioon lühikese ahelaga monomeerideks, antud juhul nafta süsivesinikeks. See on looduses fossiilkütuste moodustamise protsessi oluliselt kiirendatud kunstlik renderdamine. Termilise depolümerisatsiooni protsessides, sealhulgas plastide ja biomassi materjalides, võib kasutada suurt hulka jäätmeid, mida nimetatakse lähteaineteks.
Termiline depolümerisatsiooniprotsess (TDP) on eksisteerinud ligikaudu 70 aastat, kuid seda peeti elujõuliseks alles 1990. aastate lõpus. See elujõulisuse puudumine tulenes vastuvõetavast energiast, mis tagastati investeeritud energia (EROEI) hinnangul, st väljundenergia tootmiseks kulunud energiahulga mõõtmisel. Varased meetodid nõudsid tootmiseks palju rohkem energiat kui väljundenergia, kuid sillutasid teed kaasaegsetele süsteemidele, mille EROEI reiting on 6.67 ehk ligikaudu 85 ühikut energiat iga 15 kulutatud energia kohta. Biodiisli ja etanooli tavapärase põllumajandusliku tootmise reitingud on umbes 4.2, muutes termilise depolümerisatsiooni protsessi atraktiivseks võimaluseks. Lisaks tõhususele on süsteemil mitmeid muid eeliseid, sealhulgas raskmetallide saaste lammutamine kahjututeks oksiidideks ning orgaaniliste mürkide ja hullulehmade ja Creutzfeldt-Jakobi haiguste eest vastutavate prioonide hävitamine.
Praktikas on termilise depolümerisatsiooni keskmes olev vesipürolüüsi protsess üsna lihtne. Lähtematerjalid jahvatatakse esmalt väikesteks tükkideks ja segatakse veega. Seejärel kuumutatakse segu temperatuuril 482 °F (250 °C) ligikaudu 15 minutit surveanumas. Tekkiv aur tõstab rõhu anumas ligikaudu 600 naela ruuttolli kohta (PSI), mis kuumutamisprotsessi lõpus kiiresti vabastatakse. See põhjustab vee väljavalgumist või kiiret aurustumist, jättes maha tahked ained ja toorsüsivesinikud.
Need komponendid eraldatakse ja süsivesinikud kogutakse edasiseks täiustamiseks. See hõlmab edasist termilist töötlemist kuni 930 °F (500 °C) ja fraktsioneerivat destilleerimist. Tulemuseks on kerged ja rasked tööstusbensiinid, petrooleum ja gaasiõli fraktsioonid, mis sobivad mitmete kütteõli klasside tootmiseks. Pärast esmast termilist töötlemist järelejäänud tahkeid aineid võib kasutada väetisena, filtritena, mullakütusena ja aktiivsöena reovee puhastamisel.
TDP-le sobivate lähteainete loend on ulatuslik ja sisaldab plastijäätmeid, rehve, puidumassi, meditsiinijäätmeid ja üsna ebameeldivaid kõrvalsaadusi, nagu kalkuni rups ja kanalisatsioonimuda. Termilise depolümerisatsiooni protsessi tõhusust suurendab veelgi asjaolu, et protsessi kõrvalsaadused, nagu metaan, mida ei saa depolümerisatsiooniga lagundada, kogutakse kokku ja kasutatakse turbiingeneraatorite toiteks, et toota elektrit rajatisele või edasi müüa. Metaanil on potentsiaali ka biogaasina, mis on roheline alternatiiv tavapärasele bensiinile.